内蒙古一次寒潮过程总结

周志花，邹逸航，张 璐，高韶勃

(1.内蒙古自治区气象台；2.中国农业科学院 草原研究所，内蒙古 呼和浩特 010000)

1 实况总结

1.1 降雪实况

2020年2月13日08时至15日08时，全区12个盟市的68个旗县共79个站出现降雪，降雪量0.1mm～12.0mm(见图1a)。暴雪(>10mm)出现在包头市、锡林郭勒盟和赤峰市3个盟市，最大降雪站点为锡林郭勒盟正蓝旗12mm；其他暴雪站点为包头市的满都拉站和赤峰市的克什克腾旗、喀喇沁旗、赤峰、岗子、林西县等共6个气象站。大雪(5.0mm～9.9mm)集中出现在锡林郭勒盟、赤峰市和通辽市的西北部地区。全区共有69个站出现积雪，降雪地区几乎全部出现了积雪，积雪主要分布在西部偏东、中部及东部偏北地区(见图1b)，积雪最深处为27cm，出现在兴安盟阿尔山市和呼伦贝尔牙克石市。受降雪影响，阿拉善盟东部、巴彦淖尔市北部和中部、包头市北部、呼和浩特市北部、乌兰察布市、锡林郭勒盟、赤峰市、通辽市、兴安盟等9个地区出现了不同程度的道路结冰。

(a) (b)

(a) (b)

1.2 降温以及大风实况

2020年2月13日08时至15日08时，全区119个国家站中共86个站出现48h8℃及以上降温，达到寒潮。其中，最大降温出现在呼和浩特市的清水河县为19.9℃(见图2a)。3个站出现16℃以上的降温，分别为锡林郭勒盟朱日和16.6℃、阿拉善盟阿左旗17.2℃和呼和浩特市清水河县19.9℃；全区12个盟市共29个站出现12℃以上的降温。28个站出现10℃以上的降温。26个站出现8℃以上的降温。全区平均降温10℃左右。7个盟市的13个旗县共17个站出现8级大风，最大风速在17.2m/s～23.2m/s之间(见图2b)，风速最大点为锡林郭勒盟阿巴嘎旗站为23.2m/s。7级大风(13.9m/s～17.1m/s)全区12个盟市均有出现。6级大风主要分布在阿拉善盟大部、鄂尔多斯市北部和锡林郭勒盟北部，其他地区分散出现。

2 寒潮过程成因分析

2.1 冷空气形成机制

2.1.1 500hPa高空形势场分析。 寒潮爆发前，2020年2月13日08时500hPa高空图上可以看到，极涡稳定位于亚洲北部，中心温度达到-44℃，亚欧大陆整体呈现两槽一脊形势，贝加尔湖地区存在冷涡，中心温度低于-40℃，为冷空气的爆发积蓄了温度条件。冷涡向西南方向伸出一个槽，延伸到我国新疆北部，整体中高纬度环流经向度特别大，槽线近乎是横槽。横槽逐渐转竖，槽后偏北引导冷空气南下，到14日08时冷中心已经移动到阿拉善盟北部(见图3)。

(a) (b)

(a) (b)

2.1.2 地面环流分析。2020年2月13日08时，贝加尔湖附近有3个分裂的冷高压，最大中心高压达到1 050hPa，最低气温达到-32℃，实现了寒潮冷空气的初步积累。到14日08时，分裂的高压中心已经合并为一个冷高压，高压中心随之加强，达到1 070hPa，冷中心气温达到-36℃，冷空气的堆积发展达到鼎盛(见图4)。

2.2 大风以及降温成因分析

贝加尔湖附近几个分裂的冷高压合并加强，高压最强盛时，中心值达到1 070hPa。冷空气使得贝加尔湖至蒙古国的高压不断加强，地面冷高压前等压线不断加密，气压梯度不断加大，地转风强，这也是造成内蒙古自治区在此次寒潮过程西部以及中部偏北出现大风的原因。

寒潮天气过程温度的变化主要取决于三点：①寒潮过程前期由于高压脊影响造成的温度回暖；②非绝热加热的作用的影响；③冷平流的影响。此次寒潮过程前期，自11日内蒙古地区就已经受到弱冷空气影响，温度已经出现小幅度下降。此外此次寒潮过程同时伴有降雪过程，云盖的影响会降低非绝热加热的作用，所以此次温度骤降主要是由于大范围的强烈的冷平流造成的。随着横槽逐渐转竖，冷空气随着操后西北气流南下，达到内蒙古地区，由2月13日850hPa温度平流可以看出，2月13日整个内蒙古自治区均处于冷平流控制之下，西部偏东和东部偏西地区冷平流最强，中心值达到18-21·10-5K s-1，随后向东继续移动，造成了内蒙古地区自西向东的温度大范围下降(见图5)。

图5 2020年2月13日850hPa温度平流(单位：10-5Ks-1)

2.3 降雪成因

2.3.1 环流场分析。分析2020年2月13日20时500hPa高空形势场可以看到高压脊线在99°～100°E之间，且较为稳定，冷空气沿前偏北气流向南移动进入内蒙古。冷涡中心已经移动到内蒙古自治区西部偏北地区，内蒙古中西部地区整体处于槽前西南气流控制中，且南支槽发展较好，有利于将南方暖湿气流带入内蒙古地区，实现南北气流交换，700hPa环流形势与500hPa类似，在内蒙古西部地区存在明显的偏北气流和偏南气流风切变。在850hPa上，内蒙古中部出现明显低值中心，冷暖空气交汇明显(见图6)。

(a) (b)

(a) (b)

2.3.2 诊断场分析。 由于受到南支波动的影响，暖湿气流随着偏南风进入内蒙古地区，由2020年2月13日850hPa相对湿度分布图可以看到，内蒙古大部地区的相对湿度都超过了70%，其中，中部地区超过了80%。从比湿条件来看，由此低层较好地水汽条件为此次寒潮降雪提供了湿度条件(见图7)。

由2020年2月13日850 hPa涡度场可以看出，内蒙古大部分地区处于正涡度区，涡度大值中心在中部偏南地区，超过了2.5·10-5s-1，低层正涡度有利于低层辐合上升运动的产生，为此次寒潮降雪过程的产生提供了良好的动力条件(见图8)。

3 模式预报效果

对比2020年2月13日08时至2月14日08时，全区降雪与各模式降雪预报情况来看，各家模式对小雪和中雪的落区的预报均把控较准。但EC对大雪落区的预报略西，Grapes对赤峰市西部大雪存在漏报情况，GFS对大雪落区预报相对较为准确(见图9)。

图8 2020年2月13日850Pa涡度场(单位：10-5 s-1)

(a) (b)

(a) (b)

对比2020年2月14日08时至2月15日08时，全区降雪与各模式降雪预报情况来看，各家模式对东北部小雪均存在漏报现象，EC模式对中雪落区的预报较为准确，Grapes和GFS都对中雪落区的预报均偏西，另外三家模式对大雪落区均存在明显漏报现象(见图10)。

4 服务效果

针对这次过程内蒙古自治区气象台在2月11日就发布了气象预报信息指出全区大范围的降温以及西部偏东及以东的大范围降雪过程，12日又跟进发布了重要气象报告。气象自治区气象局于2月13日09时启动重大气象灾害(寒潮、暴雪)Ⅲ级预警响应的命令。针对此次过程，内蒙古自治区气象台发布寒潮蓝色预警信号2期、大风蓝色预警信号1期、暴雪蓝色预警信号1期、暴雪黄色预警信号1期和道路结冰黄色预警信号3期，共计8份气象预警信息产品。此次寒潮过程影响强度较大，范围较广，整体预报以及预警的发布较为及时，有比较好的服务效果。